ExameFINAL PI 318 ABC 2022 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL

INDUSTRIA DE PROCESOS QUÍMICOS PI 318 A B C
EXAMEN FINAL 2022-2
Profesor : Warren Reátegui.
Duración : 90 minutos
Fecha: 03-01-23
PREGUNTA 1. Sobre minerales y su proceso de producción. Marque la opción correcta para

completar el siguiente texto. (1 P)
Los minerales de cobre se presentan en la naturaleza como …….…..el proceso hidrometalúrgico

procesa …………..a la pila de lixiviación ……….obteniéndose el ……la extracción del cobre
con un ……..… permite obtener ………….que por electrolisis………………………..
a) materiales oxidados y sulfurados/el material sulfurado/se le añade ácido sulfúrico/lixiviado que

contiene cobre y otros metales/ solvente orgánico/una solución rica de sulfato de cobre/ se
obtienen ánodos de cobre de alta pureza.
b) materiales oxidados y sulfurados/el material oxidado/se le añade ácido sulfúrico/lixiviado que

contiene cobre y otros metales/ solvente inorgánico/una solución rica de sulfato de cobre/ se
obtienen cobre de alta pureza.
c)materiales oxidados y sulfurados/el material oxidado/se le añade ácido sulfúrico/lixiviado que

contiene cobre y otros metales/ solvente orgánico/una solución ácida de sulfato de cobre/ se
d) materiales oxidados y sulfurados/el material oxidado/se le añade ácido sulfúrico/lixiviado que

obtienen cátodos de cobre de alta pureza
PREGUNTA 2. Sobre harina de pescado y su proceso de producción. Marque la opción correcta.

(1 P)
La harina de pescado es un producto ……. el cual se elaborado mediante una reducción de grasa
y agua. La etapa de cocción se realiza…….. la presión de vapor varía entre……. y la temperatura
entre. El tiempo de cocción es de…….
a)orgánico industrial/ con vapor de agua/ 2 a 6 bars/90 a 95°C/15 min
b)inorgánico industrial/ con vapor de agua/ 20 a 60 bars/90 a 95°C/15 min
c)inorgánico industrial/con vapor de agua/2 a 6 bars/ 100 a 120°C/15 min
d)orgánico industrial/con vapor de agua/ 2 a 6 bars/90 a 95°C/60 min
PREGUNTA 3. Sobre minerales y su proceso de producción. Marque la opción incorrecta.

(1 P)
a)Al aumentar la masa molecular de los alcoholes lineales, aumentan su punto de fusión y
ebullición.
b)Los alcoholes pueden comportarse como ácidos o bases gracias a que el grupo funcional es
similar al agua.
c)La solubilidad de la molécula (alcohol) en el agua depende del tamaño y forma de la cadena
alquílica.
d)El etanol mezclado con el agua en un 70% forma una mezcla azeotrópica.
PREGUNTA 4. Sobre minerales y su proceso de producción. Marque la opción correcta.

(1 P)
a) Si el contenido de hierro es alto en la blenda, la formación de ferrita de cinc, ZnO·Fe 2O3, es

inmediata y completa.
b)La calcina es el óxido de cinc que se obtiene en el tostador, reacciona con la solución de ácido
sulfúrico para formar una disolución de sulfato de cinc (ZnSO 4).
c)Finalizada el proceso de electrólisis se extrae Zinc sólido del 99.00% de pureza.
d)Para eliminar el cobre de la solución se añade óxido de cinc (ZnO).
PREGUNTA 5. Sobre fertilizantes y su proceso de producción. Marque la opción incorrecta.

(1 P)
a)La urea es un compuesto químico cristalino e incoloro; de fórmula CO(NH2)2 y tiene un 46%
de nitrógeno.
b) El biuret es una sustancia nociva que se forma a unirse dos moléculas de urea liberando una
molécula de amoniaco y la concentración del Biuret en la urea no debe ser mayor de 1%.
c) El primer abono mineral “de síntesis química” fue el sulfato amónico (NH4)2SO4.
d) La urea es obtenida por el proceso de deshidratación del carbamato de amonio y para que ello
ocurra es necesario suministrar 15.5 kJ por mol de carbamato de amonio.
PREGUNTA 6. Sobre polímeros, la siguiente frase es verdadera (V) o falsa (F). (1P)
Termoestables: Los plásticos termoestables o fijos, pasan a ser blandos cuando se calientan, pero
no permiten más transformaciones una vez que se han enfriado. Un ejemplo de este tipo de
material es el poliuretano No obstante, también se encuentran entre los plásticos de
ingeniería más usado en la industria. Elastómeros :Un ejemplo de este tipo de material es el
polietileno. La gran mayoría son amorfos y no tienen punto de fusión. Estos polímeros son muy
flexibles a temperatura ambiente.
PREGUNTA 7. Sobre fertilizantes y su proceso de producción. Marque la opción correcta.

(1 P)
La cocción tiene por objetivo……..….para permitir que el pescado soporte la presión necesaria
durante……….. a fin de separar el ……....., además de ……. con el fin de detener la actividad
enzimática y microbiana.
a)coagular las proteínas / la centrifugación/ aceite y el agua/esterilizar
b) separar el aceite /la centrifugación/ aceite y el agua/esterilizar
c) coagular las proteínas /el prensado/ aceite y el agua/esterilizar
d)eliminar el agua /el prensado/aceite y el agua/esterilizar
PREGUNTA 8. Sobre fertilizantes y su proceso de producción. Marque la opción correcta.

(1 P)
La formación de urea ocurre a través de dos reacciones de equilibrio …………………………..

La primera reacción, forma un producto intermedio, que es la formación de
…………………………………….., y la segunda reacción, el carbamato de amonio se
deshidrata para formar …………………., sin embargo si dos moléculas de urea se unen pueden
formar el ……………………
a)Catalizadas – Carbamato de amonio – Urea- biuret.

b)Catalizadas – Urea – Carbamato de amonio – biuret.
c)No catalizadas – Carbamato de amonio – Biuret – urea
d)No catalizadas – Carbamato de amonio – Urea- biuret.
Pregunta 9. Sobre harina de pescado. Indicar si es verdadero (V) o falso (F). (1 P)
La harina de pescado es un producto orgánico, el cual es elaborado mediante una reducción de

grasa y agua. La etapa de cocción se realiza con vapor de agua, donde la presión de vapor varía
entre 8 a 10 bars y la temperatura entre 90 a 95ºC. El tiempo de cocción es de 60 min.
Pregunta 10. Sobre minerales y su proceso de producción. Marque la opción correcta.

(1 P)
El proceso de tostación del mineral sulfurado (ZnS)……….aplicando ……donde se produce

una……llamada……que se lixivia con …….
a) se desarrolla a 1150°C/ aire a alta presión/mezcla de óxidos/calcina /ácido nítrico.
b) se desarrolla a 950°C/airea alta presión / mezcla de óxidos-calcina /ácido sulfúrico.
c) se desarrolla a 650°C /aire-mezcla de óxidos-calcina /ácido clorhídrico.

d) se desarrolla a 850°C /aire/mezcla de óxidos/calcina /ácido sulfúrico.
Pregunta 11. Sobre minerales . Marque la opción correcta. (1 P)
Los minerales de cobre se presentan en la naturaleza como ……..el proceso hidrometalúrgico

procesa ……..a la pila de lixiviación …….obteniéndose el ……la extracción del cobre con un
…… permite obtener …….que por electrolisis…………
a)materiales oxidados y sulfurados/el material sulfurado/se le añade ácido nítrico/lixiviado que

b)materiales oxidados y sulfurados/el material oxidado/se le añade ácido sulfúrico/lixiviado que
contiene cobre y otros metales/ solvente inorgánico/una solución rica de sulfato de cobre/ se
obtienen cobre de alta pureza.
c)materiales oxidados y sulfurados/el material oxidado/se le añade ácido sulfúrico/lixiviado que

obtienen cátodos de cobre de alta pureza.
d)materiales oxidados y sulfurados/el material oxidado/se le añade ácido clorhídrico/lixiviado que

contiene cobre y otros metales/ solvente orgánico/una solución ácida de sulfato de cobre/ se
Pregunta 12. Sobre minerales . Marque la opción correcta. (1 P)
La pirometalúrgia trata minerales …..tales como el……después ……un proceso de ……disuelve

la calcina. El zinc obtenido se utiliza principalmente como un agente ……. en productos ……..
Se utiliza en el proceso de galvanización. La galvanización es el proceso de recubrir materiales
ferrosos con Zn …….(5 P)
a)oxidados / ZnS/de la tostación/lixiviación con ácido nítrico /anticorrosivo/ferrosos/ en estado

líquido /
b)Sulfurados / ZnS/de la electrolisis/lixiviación con ácido nítrico /anticorrosivo/ferrosos/ en
estado líquido /
c)Sulfurados / ZnS/de la tostación/lixiviación con ácido sulfúrico /anticorrosivo/ferrosos/ en
estado líquido /
d)Sulfurados / ZnS/de la tostación/lixiviación con ácido clorhídrico/anticorrosivo/ferrosos/ en
estado sólido /
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
d a d a b V c d F b
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
c c
PREGUNTA 13. NOTA : Mostrar sus cálculo (4P)
Se desea secar a contracorriente 800kg.sólido seco/h que contiene 0.055kg de humedad

total/kg.sólido seco, hasta un valor de 0.022 kg de humedad total/kg sólido seco. El sólido
granular entra a 28°C y se desea que la descarga salga a lo más a 80°C . El sólido seco tiene
capacidad calorífica de 1,50kJ/kg.K, que se supone se mantiene constante. El aire de
calentamiento entra a 96ºC y sale a 35ºC con una humedad de 0.026Kg.agua/kg aire seco. Para
una operación adiabática.
a) Dibuje el diagrama de flujo apropiado para este proceso de secado, indicando las variables.(1P)
b) Calcule el flujo de aire en kg/h, así como la humedad de entrada del aire.(3P)
Balance : AGUA
GH 2  LsX 1  GH 1  LsX 2
G ( H 1  H 2 )  Ls ( X 1  X 2 )
G (0.026  H 2 )  800(0.055  0.022)  26.4.....(1)
Temperatura de referencia: TR  To = 0º C
Propiedades del vapor de agua saturado a TR
hL  0
Hv  2500kJ / kg
o  2500.9kJ / kg
PARA EL GAS : ENTRADA
H'G2  Cp g2 (TG 2  To )  H 2 * o  1.005  1.88H 2 (96)  2500.9 H 2
H'G2  96.48  2681.38H 2 kJ / kgAS
PARA EL GAS : SALIDA
H'G1  Cp g1 (TG1  To )  H 1 * o  1.005  1.88 * 0.026(35)  2500.9 * 0.026
H'G1  101.91kJ / kgAS
PARA EL SOLIDO : ENTRADA
H'S1  Cp s1 Ts1 - To   X 1Cp A Ts1  To 
H'S1  1.528  0.055* 4.187 * 28  48.45kJ / kgSS
PARA EL SOLIDO : SALIDA
H'S2  Cp s2 Ts2 - To   X 2 Cp A Ts 2  To 
H'S2  1.580  0.022 * 4.187 * 80  127.369kJ / kgSS
BALANCE DE ENERGIA
GH'G2  LsH ' s1  GH 'G 1  LsH ' s 2 Q
Q : pérdida de calor en el secador kJ/h
Q  0 ( proceso adiabático)
Q  0 ( si se añade calor al secador).
G (H'G2  H 'G 1 )  Ls ( H ' s 2  H ' s1 )
G (96.48  2681.38H 2  101.91)  800 * (127.369  48.45)
G (96.48  2681.38H 2  101.91)  63136.8.....( 2)
G  2078.74KgAS / h
H 2  0.0133KgH 2O / KgAS
PREGUNTA 14: Mostrar sus cálculos (4P)
En un proceso industrial X, es necesario concentrar una solución para lo cual es necesario usar un
evaporador de efecto simple. El evaporador trabaja en forma continua y concentra 5000 kg/h de
una solución de sal al 4% en peso que entra a 38ºC, hasta una concentración final de 8% en peso.
El vapor de agua en el evaporador está a 90 ºC y el vapor de agua para el calentamiento está
saturado a 115°C. El coeficiente global de transferencia de calor es U=1700W/m2.K. La capacidad
calorífica de la alimentación es Cp F =4.2KJ/kg.K. Nota: para soluciones diluidas es posible
considerar que Cp es aproximadamente la del agua pura.
Determinar:
Dibuje un diagrama de flujo para este propósito.
a) El flujo de vapor requerido. (1.5 P)
b) El área de transferencia.(1.5P)
c) Economía del proceso de evaporación. (1 P)
Balance de masa:
F= V+L
F = 5000 kg/h
TF=38°C
XF=0.04
XL=0.08
FXF= LXL
Flujo de producto: L
L = 5000*(0.04/0.08) = 2500 kg/h
Flujo de agua eliminado de la alimentación:V
V=2500 kg/h
Vapor de calentamiento:
TW= 115°C
HW =2698.6 kJ/Kg
hL= 482.59 kJ/Kg
λW = 2216 kJ/kg
Vapor de la cámara de evaporación:
Tv= 90 °C
Hv = 2659.6 kJ/kg
hL = 377.04 kJ/Kg
λV= 2282.56 kJ/kg
Para la alimentación (TF  38º C  311K) :

h F  Cp F (TF  TL )
Temperatur a de referencia: TR  TL
Entalpìa del concentrado : h L  Cp F (TL  TR )  0
BAlance de energía :
FCp F (TF  TL )  Ww  Lh L  Vv
5000 * 4.2 * (311  363)  W * 2216  2500 * (0)  2500 * 2282.56
W  3067.87kg.vapor / h
Calor cedido por el vapor :
Q  Ww  3067.8 * 2216  6798244.8kJ / h  1888401.33Watts
Area de calentamiento : A
Q
A
UT
T  Tw  Tv  18.2 K
1888401.33W
A  44.43m 2
1700 * 25
Economía de evaporación :
2500
E  V /W   0.8149
3067.8
Balance : AGUA
GH 2  LsX 1  GH 1  LsX 2
G ( H 1  H 2 )  Ls ( X 1  X 2 )
G (0.026  H 2 )  800(0.055  0.022)  26.4.....(1)
Temperatura de referencia: TR  To = 0º C
Propiedades del vapor de agua saturado a TR
hL  0
Hv  2500kJ / kg
o  2500.9kJ / kg
PARA EL GAS : ENTRADA
H'G2  Cp g2 (TG 2  To )  H 2 * o  1.005  1.88H 2 (96)  2500.9 H 2
H'G2  96.48  2681.38H 2 kJ / kgAS
PARA EL GAS : SALIDA
H'G1  Cp g1 (TG1  To )  H 1 * o  1.005  1.88 * 0.026(35)  2500.9 * 0.026
H'G1  101.91kJ / kgAS
PARA EL SOLIDO : ENTRADA
H'S1  Cp s1 Ts1 - To   X 1Cp A Ts1  To 
H'S1  1.528  0.055 * 4.187 * 28  56.848kJ / kgSS
PARA EL SOLIDO : SALIDA
H'S2  Cp s2 Ts2 - To   X 2Cp A Ts 2  To 
H'S2  1.580  0.022 * 4.187 * 80  127.369kJ / kgSS
BALANCE DE ENERGIA
GH'G2  LsH ' s1  GH 'G1  LsH 's 2 Q
Q : pérdida de calor en el secador kJ/h
Q  0 ( proceso adiabático)
Q  0 ( si se añade calor al secador).
G (H'G2  H 'G1 )  Ls ( H ' s 2  H 's1 )
G (96.48  2681.38H 2  101.91)  800 * (127.369  56.848)
G (96.48  2681.38H 2  101.91)  56416.8.....( 2)
G  1984.962KgAS / h
H 2  0.0127KgH 2O / KgAS

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FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL

PREGUNTA 1. Sobre minerales y su proceso de producción. Marque la opción correcta para

Los minerales de cobre se presentan en la naturaleza como …….…..el proceso hidrometalúrgico

a) materiales oxidados y sulfurados/el material sulfurado/se le añade ácido sulfúrico/lixiviado que

b) materiales oxidados y sulfurados/el material oxidado/se le añade ácido sulfúrico/lixiviado que

c)materiales oxidados y sulfurados/el material oxidado/se le añade ácido sulfúrico/lixiviado que

d) materiales oxidados y sulfurados/el material oxidado/se le añade ácido sulfúrico/lixiviado que

PREGUNTA 2. Sobre harina de pescado y su proceso de producción. Marque la opción correcta.

a)orgánico industrial/ con vapor de agua/ 2 a 6 bars/90 a 95°C/15 min

b)inorgánico industrial/ con vapor de agua/ 20 a 60 bars/90 a 95°C/15 min

c)inorgánico industrial/con vapor de agua/2 a 6 bars/ 100 a 120°C/15 min

d)orgánico industrial/con vapor de agua/ 2 a 6 bars/90 a 95°C/60 min

PREGUNTA 3. Sobre minerales y su proceso de producción. Marque la opción incorrecta.

PREGUNTA 4. Sobre minerales y su proceso de producción. Marque la opción correcta.

a) Si el contenido de hierro es alto en la blenda, la formación de ferrita de cinc, ZnO·Fe 2O3, es

c)Finalizada el proceso de electrólisis se extrae Zinc sólido del 99.00% de pureza.

d)Para eliminar el cobre de la solución se añade óxido de cinc (ZnO).

PREGUNTA 5. Sobre fertilizantes y su proceso de producción. Marque la opción incorrecta.

PREGUNTA 7. Sobre fertilizantes y su proceso de producción. Marque la opción correcta.

b) separar el aceite /la centrifugación/ aceite y el agua/esterilizar

c) coagular las proteínas /el prensado/ aceite y el agua/esterilizar

d)eliminar el agua /el prensado/aceite y el agua/esterilizar

PREGUNTA 8. Sobre fertilizantes y su proceso de producción. Marque la opción correcta.

La formación de urea ocurre a través de dos reacciones de equilibrio …………………………..

a)Catalizadas – Carbamato de amonio – Urea- biuret.

Pregunta 9. Sobre harina de pescado. Indicar si es verdadero (V) o falso (F). (1 P)

La harina de pescado es un producto orgánico, el cual es elaborado mediante una reducción de

Pregunta 10. Sobre minerales y su proceso de producción. Marque la opción correcta.

El proceso de tostación del mineral sulfurado (ZnS)……….aplicando ……donde se produce

a) se desarrolla a 1150°C/ aire a alta presión/mezcla de óxidos/calcina /ácido nítrico.

b) se desarrolla a 950°C/airea alta presión / mezcla de óxidos-calcina /ácido sulfúrico.

c) se desarrolla a 650°C /aire-mezcla de óxidos-calcina /ácido clorhídrico.

Pregunta 11. Sobre minerales . Marque la opción correcta. (1 P)

Los minerales de cobre se presentan en la naturaleza como ……..el proceso hidrometalúrgico

a)materiales oxidados y sulfurados/el material sulfurado/se le añade ácido nítrico/lixiviado que

c)materiales oxidados y sulfurados/el material oxidado/se le añade ácido sulfúrico/lixiviado que

d)materiales oxidados y sulfurados/el material oxidado/se le añade ácido clorhídrico/lixiviado que

Pregunta 12. Sobre minerales . Marque la opción correcta. (1 P)

La pirometalúrgia trata minerales …..tales como el……después ……un proceso de ……disuelve

a)oxidados / ZnS/de la tostación/lixiviación con ácido nítrico /anticorrosivo/ferrosos/ en estado

PREGUNTA 13. NOTA : Mostrar sus cálculo (4P)

Se desea secar a contracorriente 800kg.sólido seco/h que contiene 0.055kg de humedad

Vapor de la cámara de evaporación:

Para la alimentación (TF  38º C  311K) :

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